靈長(zhǎng)類(lèi)早期胚胎發(fā)育多能性變化模式揭示

記者4日從中科院昆明動(dòng)物研究所獲悉，國(guó)際權(quán)威期刊《基因組研究》最新在線(xiàn)發(fā)表了該所鄭萍課題組與中科院上海生科院計(jì)算生物所韓敬東課題組合作的研究成果，揭示了靈長(zhǎng)類(lèi)早期胚胎發(fā)育多能性的變化模式。

發(fā)育多能性是指一種細(xì)胞分化為其他細(xì)胞類(lèi)型的潛能。在早期胚胎發(fā)育過(guò)程中，胚胎細(xì)胞的多能性隨著發(fā)育的推進(jìn)而逐漸下降，多能性狀態(tài)隨著發(fā)育程度變化而有所不同。在靈長(zhǎng)類(lèi)中，早期胚胎多能性狀態(tài)的變化模式尚不清楚，但從人和非人靈長(zhǎng)類(lèi)著床前胚胎中建立的胚胎干細(xì)胞系，都表現(xiàn)出始發(fā)多能態(tài)特征，提示靈長(zhǎng)類(lèi)早期胚胎的多能性變化模式可能不同于嚙齒類(lèi)。

合作團(tuán)隊(duì)通過(guò)單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組方法，分析了獼猴著床前胚胎發(fā)育過(guò)程中，早期細(xì)胞命運(yùn)分化調(diào)控，還重點(diǎn)研究了早中晚期囊胚及孵化囊胚四個(gè)發(fā)育階段上胚層細(xì)胞多能性的動(dòng)態(tài)變化，發(fā)現(xiàn)獼猴早期胚胎細(xì)胞命運(yùn)決定模式和調(diào)控與人類(lèi)胚胎極其相似，并首次揭示了靈長(zhǎng)類(lèi)著床前胚胎中存在發(fā)育多能性由原始態(tài)向始發(fā)態(tài)的轉(zhuǎn)變過(guò)程。

為了研究靈長(zhǎng)類(lèi)早期胚胎多能性的動(dòng)態(tài)變化，研究團(tuán)隊(duì)收集了獼猴囊胚發(fā)育的四個(gè)時(shí)期，對(duì)每個(gè)時(shí)期上胚層細(xì)胞進(jìn)行單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組分析，通過(guò)在蛋白編碼基因?qū)用嬉约胺蔷幋a因子層面的分析，構(gòu)建多能性網(wǎng)絡(luò)相關(guān)基因等計(jì)算方法，發(fā)現(xiàn)靈長(zhǎng)類(lèi)著床前胚胎細(xì)胞的發(fā)育多能性存在不同的狀態(tài)。在早期和中期囊胚時(shí)期，上胚層細(xì)胞處于原始多能態(tài)，此后原始多能性特征丟失，并逐步獲得始發(fā)多能態(tài)特征。因此，與嚙齒類(lèi)不同，靈長(zhǎng)類(lèi)原始多能態(tài)存在的時(shí)間窗口極其短暫。研究解釋了靈長(zhǎng)類(lèi)原始多能態(tài)胚胎干細(xì)胞難以獲得的原因，并為如何從囊胚中直接建立具原始多能態(tài)靈長(zhǎng)類(lèi)多能干細(xì)胞提供了適合的時(shí)間窗口。（趙漢斌）